Mikro ark oksidasyon ve hidrotermal işlemle Ti6Al4V alaşımı üzerinde hidroksiapatit oluşumu; in vitro ve in vivo şartlarda kullanımının araştırılması
Surface modification of Ti6Al4V by micro arc oxidation and hydrothermal treatment; in vitro and in vivo behavior of the modified layer
- Tez No: 275639
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖMER SELİM YILDIRIM, PROF. DR. AKGÜN ALSARAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Mechanical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 186
Özet
Biyouyumluluk tanımının ortaya çıkışıyla birlikte, biyomalzeme olabilecek metallerin mekanik özelliklerinin iyi olmasının yanında, vücuttaki organlar, dokular ve bir bütün olarak vücutla etkileşimlerinde herhangi bir sorunla karşılaşılmak istenmemektedir. Biyomalzeme olarak kullanılan metal malzemelerin mekanik özellikleri bir tarafa bırakılıp canlı sistemlerle etkileşimleri incelendiğinde, aşınma, korozyon ve biyouyum parametreleri ilk planda öne çıkmaktadır. Bu parametrelerin herhangi birindeki en ufak bir problem, kullanıcının hayat standardını düşüreceğinden, malzemelerin özellikle vücut içerisindeki aşınma, korozyon ve biyouyum parametrelerinin medikal alandaki önemi büyüktür. Bu sebeple günümüzde kullanılan özellikle metalik biyomalzemelerde bu özellikler bir arada geliştirilmeye çalışılmaktadır.Bu çalışmada, biyomalzeme olarak en sık kullanılan Ti alaşımının aşınma, korozyon ve biyouyumluluğunu artırmak için yüzeyi aşınmaya ve korozyona dirençli titania tabakasıyla kaplanmış ve üzerinde hidroksiapatit (HA) tabakası büyütülmüştür. Ca ve P elementleri, mikro ark oksidasyon (MAO) işlemi esnasında TiO2 yapısına difüze edilmiş ve HA büyümesinin gerçekleşebilmesi için de hidrotermal işlem uygulanmıştır. Yapılan deneyler sonucunda optimum kaplama ve hidrotermal işlem şartları bulunmuştur. Yapay vücut sıvısı (SBF) içerisinde yapılan pim-disk aşınma deneyleri ve korozyon deneyleriyle in vitro tribolojik ve potansiyodinamik korozyon özellikleri tespit edilmiştir. Bunların yanı sıra mikrobiyolojik deneylerde de kaplanmış yüzeylerde, bakteri üreyip üremediğine bakılmıştır. Optimum şartlarda kaplanmış kortikal vidaların in vivo özellikleri, tavşan deneyleriyle incelenmiş, belli sürelerin sonundaki sökme torku değerleri bulunmuş, patolojik ve radyolojik değerlendirmeler yapılmıştır. Yapılan çalışma sonucunda MAO ve hidrotermal işlem (HT) ile plazma sprey ve elektrolitik kaplama yöntemlerine göre Ca/P oranı daha yüksek HA kaplama üretilmiştir. Bu kaplamalar gerek in vitro gerekse in vivo deneylerde literatüre göre oldukça yüksek performans sergilemiştir.
Özet (Çeviri)
Biomaterials are expected not only to have good mechanical properties but also not to cause any problems during their interaction with the organs, living tissues and the body as a whole. Apart from the mechanical properties of the metals used as a biomaterial, the wear, the corrosion and the biocompatibility parameters come into account in the first place while examining the interactions with the living systems. A slightest problem caused from these parameters reduces the life quality of the patient. So, the wear, corrosion and the biocompatibility properties of the biomaterials become more important in medicine.In this study, the surface of Ti6AlV, which is commonly used as a biomaterial, was coated with a corrosion resistant titania layer and a biocompatible hydroxyapatite film was formed on the oxide layer. Ca and P containing oxide layer was coated by micro arc oxidation (MAO) to the substrate and a hydrothermal treatment was applied to titania layer to induce hydroxyapatite (HA) nucleation. Optimum MAO coating and hydrothermal treatment parameters were identified. Pin-on-disk tribotests and corrosion tests were carried out in simulated body fluid (SBF) to evaluate the in vitro tribologic and potentiodynamic corrosion behaviors of the coatings. Bacterial growth in blood culture was investigated in microbiological tests. Afterwards the cortical screws were micro arc oxidized and hydrothermally treated with optimum parameters and in vivo behaviors of the treated screws were investigated by using New Zealand white rabbits. After a certain implantation time, the removal torques were measured and the pathological and radiological observations were noted.
Benzer Tezler
- Synthesis and characterization of hafnium boride-based ceramic powders
Hafniyum borür-esaslı seramik tozlarının sentezlenmesi ve karakterizasyonu
NAZLI AKÇAMLI
Doktora
İngilizce
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL DUMAN
- Mikro ark oksidasyon yöntemiyle bor ve hidroksiapatit içeren TiO2 film tabakasıyla kaplanmış Ti6Al7Nb alaşımının yüzey karakterizasyonu
Surface characterization of boron and hydroxyapatite coatining TiO2 film layer grown on Ti6Al7Nb by micro arc oxidation
SAVAŞ KILIÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BiyomühendislikAtatürk ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEBAHATTİN YENAL VANGÖLÜ
- Development of antibacterial coatings on titanium based biomaterials
Titanyum esaslı biyomalzemeler üzerinde antibakteriyel kaplamalar geliştirilmesi
DİLEK TEKER AYDOĞAN
Doktora
İngilizce
2022
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
- Alüminyum plaka yüzeyinin mikro ark oksidasyon yöntemiyle nano boyutlu ZrO2 tanecik hapsedilmiş Al2O3 kaplanması ve dielektrik özelliklerinin incelenmesi
Coating of the nano-dimensional ZrO2 embedded Al2O3 layer with micro arc oxidation method on the aluminium plate and investigation of the dielectric properties of these layer
ONUR ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHAMMET KÜRŞAT KAZMANLI
- Investigation of the effect of micro arc oxidation and shot peening on corrosion and wear behavior of AZ31- xLaand AZ31-xNd alloys
AZ31-xLa ve AZ31-xNd alaşımlarının aşınma ve korozyon direncine mikro ark oksidasyon ve bilyeli dövme isleminin etkisinin incelenmesi
GALAL ELMENSOURI
Doktora
İngilizce
2020
Metalurji MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. HAYRETTİN AHLATCI